Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình địa kỹ thuật và phân tích hạ tầng ngầm phức tạp bằng phần mềm PLAXIS 3D
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, phân tích cấu trúc ngầm phức tạp của lăng mộ Horemheb (KV57) tại Luxor, Ai Cập được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm PLAXIS 3D để kiểm tra biến dạng xảy ra trong cấu trúc ngầm sau khi áp dụng tải trọng phá hủy; các tải trọng phá hủy được thu nhận từ loạt thí nghiệm trong phòng. Sau đó, cấu trúc được mô hình hóa bằng mã phần tử hữu hạn để tiến hành phân tích ba chiều chính xác về biến dạng và ổn định trong kỹ thuật địa chất phức tạp và cơ học đá. Các cấu trúc công trình ngầm này đã được phân tích bằng phương pháp phần tử hữu hạn FEM nhằm đạt được biến dạng chấn thương trong cấu trúc cũng như dưới bề mặt và tính toán ứng suất hiệu quả, ứng suất cắt và dịch chuyển ngang. Để mô hình hóa yêu cầu các tham số đất thu được từ các thí nghiệm trong phòng. Trong phân tích này, mô hình Mohr-Coulomb đàn hồi-plastic được sử dụng làm mô hình vật liệu. Nó bao gồm năm tham số cụ thể và hệ số sức mạnh trẻ (E) và hệ số độc hại (ν) cho độ đàn hồi của đất, góc ma sát (φ) và sự liên kết (c) cho độ plastic của đất. Để thiết lập điều kiện biên, tùy chọn cố định tiêu chuẩn được sử dụng. Do đó, sự cố định hoàn toàn ở đáy và sự tự do ở cạnh ngang của hình học được tạo ra. Phân tích kỹ thuật số cho lăng mộ Horemheb (KV57) tại thung lũng vua trên bờ tây của Luxor đã được thực hiện qua bốn bước chính như sau: (1) Đánh giá các loại đá xung quanh (vôi marl và thạch phiến marl) bằng nghiên cứu thí nghiệm và chương trình Roclab để đạt được tiêu chuẩn phân loại Hoek Brown và Mohr-Coulomb cũng như các tiêu chuẩn khối đá, đặc biệt là độ bền tổng quan và hệ số biến dạng. Đồng thời, xác định các đặc tính chính của Esna Shale bằng các phương pháp khác nhau như thí nghiệm nở, tiềm năng nở, áp suất nở, thêm vào đó, thảo luận về vai trò của Esna Shale trong sự hủy hoại của các công trình và địa điểm khảo cổ. (2) Ước tính định lượng và định tính các yếu tố liên quan đến sự ổn định của lăng mộ, đặc biệt là quá tải, cố định, hoặc động và địa lý. (3) Mô hình địa kỹ thuật 3D tích hợp của môi trường lăng mộ để phân tích ứng suất và dịch chuyển cũng như xác định ứng suất thể tích và các điểm plastic sử dụng các ký hiệu và chương trình tiên tiến như PLAXIS 3D. (4) Các chính sách và kỹ thuật điều trị và củng cố, cùng các hệ thống giám sát và kiểm soát cố định cần thiết để tăng cường và ổn định lăng mộ, nơi phân loại khối đá chỉ ra khối đá nơi mà KV57 được khai thác là những loại đá không tốt. Hành vi cơ học của các loại đá được mô phỏng bằng cách giả định một mô hình nền tảng để làm mềm ứng suất đàn hồi của vật liệu nhựa dẻo mềm mà gây ra sự hỏng hóc dễ vỡ và các cơ chế hỏng hóc nền tảng tiến triển. Ngoài ra, các biện pháp xử lý cù thạch và các chiến lược hỗ trợ nền đất cũng được thảo luận. Bài báo này đại diện cho giai đoạn thứ hai của phân tích số cho KV57 bằng cách sử dụng PLAXIS 3D.
Từ khóa
#PLAXIS 3D #cấu trúc ngầm #biến dạng #Mohr-Coulomb #phần tử hữu hạn #địa chất kỹ thuật #cơ học đá #Luxor #lăng mộ Horemheb #KV57Tài liệu tham khảo
https://www.geoengineer.org/software/plaxis-3d. May 24, 2022
Abdallah T, Helal H (1990) Risk evaluation of rock mass sliding in El-Deir El-Bahary valley, Luxor. Egypt Bull Int Assoc Eng 42(1):3–9
Alcaíno-Olivares R, Zeigler M, Perras MA, Maissen J (2019) Cliff stability at tomb KV42 in the Valley of the Kings. Egypt: A first approach to numerical modelling and site investigation. In: The 53rd US rock mechanics/geomechanics symposium held in New York, NY, USA, 23–26 June 2019. ARMA 19–275.ATHENS, pp. 19–23
Bardají T, Martínez-Graña A, Sánchez-Moral S, Pethen H, García-González D, Cuezva S, Cañaveras JC, Jiménez-Higueras A (2017) Geomorphology of Dra Abu el-Naga (Egypt): the basis of the funerary sacred landscape. J Afr Earth Sci 131:233–250
Bukovansky M, Richard DP, Week KR (1997) Influence of Slope Deformations on the Tombs in the Valley of the Kings, Egypt. In: Proceedings of an International Symposium on Engineering Geology and the Environment, Vol. 3, 1997, pp. 3077–3080
Cuezva S, García-Guinea J, Fernandez-Cortes A, Benavente D, Ivars J, Galán JM, Sanchez-Moral S (2016) Composition, uses, provenance and stability of rocks and ancient mortars in a Theban Tomb in Luxor (Egypt). Mater Struct 49(3):941–960
Cundall, P.A. (1971) A Computer Model for Simulating Progressive Large Scale Movements in Blocky Rock Systems. Proceedings of the Symposium of the International Society for Rock Mechanics, Society for Rock Mechanics (ISRM), France, II-8.
Dragowski A, Kaczynski R, Wroblewski J (1988) Engineering-Geological Problems Related to the Reconstruction of the Hatshepsut Temple in Deir ElBahari. In: Proceedings of the International Symposium on the Engineering Geology of Ancient Works, Monuments and Historical Sites-Preservation and Protection, IAEG
Dunn J (2014) The Geography and Geology of the Valley of the Kings on the West Bank at Thebes. London
Dupuis C, Aubry MP, King C, Knox RWB, Berggren WA, Youssef M, Roche M et al (2011) Genesis and Geometry of Tilted Blocks in the Theban Hills, near Luxor (Upper Egypt). J Afr Earth Sci 61:245–267
Fitzner B, Heinrichs K (2002) Damage diagnosis on stone monuments – weathering forms, damage categories and damage indices. Understanding and managing stone decay, Proc. In: Int. Conf. on stone weathering and atmospheric pollution network, Prague. p. 11–56.
Fitzner B, Heinrichs K, La Bouchardiere D. Damage index for stone monuments. In: Galan E, Zezza F, editors. Protection and conservation of the cultural heritage of the Mediterranean cities. Lisse: Swets & Zeitlinger, 2000. p. 315–26.
Hamada M, Aydan O, Tano H (2004) A report on environmental and Rock Mechanical Investigations for the Conservation Project in the Royal Tomb of Amenophis III. In: Conservation of the Wall Paintings in the Royal Tomb of Amenophis III—First and Second Phases Report. pp. 83–138
Hemeda S, Pitlakis K (2010) Serapeum temple and the ancient annex daughter library in Alexandria, Egypt: geotechnical–geophysical investigations and stability analysis under static and seismic conditions. Eng Geol 113:33–43
Hemeda S (2018) Engineering failure analysis and design of support system for ancient Egyptian monuments in Valley of the Kings, Luxor, Egypt. Geoenviron Disasters 5:12. https://doi.org/10.1186/s40677-018-0100-x
Hemeda S (2019) 3D finite element coupled analysis model for geotechnical and complex structural problems of historic masonry structures: conservation of Abu Serga church, Cairo, Egypt. Herit Sci 7:6. https://doi.org/10.1186/s40494-019-0248-z
Hemeda S, Sonbol A (2020) Sustainability problems of the Giza pyramids. Herit Sci 8:8. https://doi.org/10.1186/s40494-020-0356-9
https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2011.06.001
KV57 (1997) Theban Mapping Project available at: http://www.thebanmappingproject.com/. Accessed 13–15 Apr 2020
Layton P (1995) The Tomb of Sons of Ramsses II Discovered? Minerva 6(4):12–15
Lazar J (1995) Geologisch-geotechnische Untersuchungen im Thebanischen Gebirge Teil Nord, Luxor Agypten, Universitat Bern, unpublished M.Sc. Thesis, p.161
Litherland P (2013) Landscape and human activity in the valley of the kings: seriation, Geology, Construction techniques and their implications in the XVIIITH Dynasty” Master Thesis, Cambridge University
McLane J, Wüst RA, Porter B, Rutherford J (2003) Flash-flood impacts and protection measures in the Valley of the Kings, Luxor. Egypt APT Bulletin 34:37–45
Olivares RA, Perras MA, Ziegler M, Leith K (2019) Thermo-Mechanical Cliff Stability Tomb KV42 in the Valley of the Kings, Egypt. In: Paper presented at the ISRM International Symposium - EUROCK 2020
PLAXIS 3D SOFTWARE. INFO@ PLAXIS.COM
PLAXIS Manual, Finite Element Code for Soil and Rock Analysis. Published and distributed by AA Balkema Publishers, Nederland’s Comput. Geotech. 32 (5): 326–339
Reeves N, Wilkinson R (1966) Complete Valley of the Kings, The (Tombs and Treasures of Egypt's Greatest Pharaohs) Thames and Hudson Ltd
Rutherford JB (1990) Geotechnical causes of ancient tomb damage: valley of the Kings, Egypt. AA Balkema
Strudwick NH (1999) Thebes in Egypt. British Museum Press, London
Tawfik HA, Zahran EK, Abdel-Hameed AT, Maejima W (2010) Mineralogy, petrography, and biostratigraphy of the Lower Eocene succession at Gebel El-Qurn, West Luxor, Southern Egypt. Arab J Geosci 4(3–4):517–534
Theban Mapping Project (2019) Online resources and published material www.thebanmappingproject.com. Accessed 11 Apr 2019
Theban Mapping Project. Regular reports on the work in KV 5 appear on the Project’s website, www.thebanmappingproject.com
Verdel T (1993) Géotechnique et Monuments historiques: Méthodes de modélisation appliquées à des cas Égyptiens. Doctoral Thesis, Institute National Polytechnique de Lorraine
Weeks KR (1995) The Work of the Theban Mapping Project and the Protection of the Valley of the Kings. In: Wilkinson R (ed) Valley of the Sun Kings: New Expeditions in the Tombs of the Pharaohs”. University of Arizona Egyptian Expedition, Tucson
Weeks KR (2000) Atlas of the Valley of the Kings. Publications of the Theban Mapping Project, American University in Cairo Press, Cairo
Wüst R, McLane J (2000) Rock Deterioration in the Royal Tomb of Seti I, Valley of the Kings, Luxor, Egypt. Eng Geol 58:163–190
Wüst RA, Schlüchter C (2000) The origin of soluble salts in rocks of the Thebes Mountains, Egypt: the damage potential to ancient Egyptian wall art. J Archaeol Sci 27(12):1161–1172
Ziegler M, Colldeweih R, Wolter A, Loprieno-Gnirs A (2019) Rock mass quality and preliminary analysis of the stability of ancient rock-cut Theban tombs at Sheikh ‘Abd el-Qurna, Egypt. Bull Eng Geol Environ. https://doi.org/10.1007/s10064-019-01507-0